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1、目录目录I第一章绪论11.1计量罐11.1.1计量罐简介11.1.2普通计量方法及原理11.2工作介质的特性21.2.1名称介绍21.2.2用途介绍21.2.3介质性质31.3储罐介绍31.3.1储罐的用途31.3.2储罐的分类41.3.3储罐的标准41.4国内外压力容器发展5第二章设计参数确定7第三章原料计量槽结构设计83.1圆筒厚度设计83.2封头厚度的计算83.3筒体和封头的结构设计93.4人孔的选择103.5接管、法兰的设计123.6支座设计143.7 液面计选择153.8 压力计的选择163.8.1 量程163.8.2测量精度17第四章开孔补强设计184.1筒体的计算壁厚184.2计
2、算开孔所需补强的面积A194.3有效补强范围194.3.1有效宽度194.3.2有效高度194.4有效补强面积204.4.1筒体多余面积A1204.4.2接管多余金属的截面积A2204.4.3补强区内焊缝截面积A3204.4.4有效补强面积Ae214.5补强圈厚度21第五章强度校核225.1水压试验应力校核225.2支座校核23第六章焊接结构设计246.1焊缝的布置246.2焊接方法256.3焊缝顺序256.3.1罐底的焊接顺序256.3.2罐顶的焊接顺序256.3.3罐壁的焊接顺序25总结26鸣谢27参考文献28第一章绪论1.1计量罐1.1.1计量罐简介所谓容器是指用于储存气体、液化气体、液
3、体和固体原料、中间产品或成品 的设备。压力容器是容器的一种，是指最高工作压力PO.lMPa,容积V225L, 工作介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点液体的容器。而 计量槽也属储罐的一种，其主体是压力容器，计量槽按计量介质分为液体计量、 粉末颗粒固体计量两大类。按计量精度等级分为普通计量、精确计量两个等级。 结构有立式、卧式两种型式。它广泛地用于化工、炼油、机械、动力、轻工、纺 织、冶金、核能及运输等工业部门，是生产过程中必不可少的设备1采用液位计、超声波检测仪、压力测量仪等检测仪器测量物料在容器中高低 差，计算出物料储存量，根据生产工艺和技术要求，取得检测仪器得到的物料高 低
4、位差信号、通过信号放大自动控制物料进出口执行部件（如泵、阀等），对物 料进行有效的计量和控制。它的特点是结构简单、操作方便、可实现自动化控制。 适用于物料储存、计量精度要求不高场合使用。1.1.2普通计量方法及原理精确计量有定量检测、和称重检测两种计量方式。定量检测计量：它是在普通计量方法和原理基础上、通过对容器结构改进， 最大限度地放大最终液体在测量管中的液位高底差而达到对物料高精度0.5%计 量，它有两种产品适用不同的场所使用，一种是每只计量罐只能计量一种容量如 20升、50升、100升、500升、1000升等规格。适用检验、检测部门和人员对 液体流量装置、设备检验使用准确性，和生产工艺中
5、定量不变的场合使用。另一 种为了达到生产过程中需要改变定量数而改进的一种产品，它是通过对计量罐内 部结构改造达到一只计量罐有几种定量计量功能，适用于对液体高精度计量又经 常变更容量的生产工艺和场合。称重检测计量：采用重力计量加注的方法，无需计算液体重量，采用，托利 多”称重传感器与称重终端来实现液体与其他原料比例加料。为了精度被严格的 检,整个系统采用三菱或西门子PLC控制，触摸屏显示操作,在计量时物料产生的 波动被PLC中运算后自动补偿1.2工作介质的特性1.2.1名称介绍HCFC-123,其实是R-123制冷剂，别名R123、氟利昂123、F-123,中文名 称三氟二氯乙烷（2,2 二氯化
6、一1,1,1 三氟乙烷），英文名称 Dichlorotrifluoroethane。122用途介绍由于HCFC-123属于HCFC类物质（第二批受限的ODS物质Class II Ozone-depleting Substances）虽然R-123仍然对臭氧层有破坏、并且存在温室效应，但是R-123的综合性能很好（臭氧消耗潜值ODP值很小、全球变暖潜 值GWP值亦较小等），因此现在包括美国在内的发达国家和绝大多数发展中国 家，仍然有用于新空调设备的初装或旧设备上的再添加；中国目前对于R123制 冷剂的生产、初装、以及再添加没有限制。R-123主要用途R-123制冷剂良好 的综合性能使之成为在大型
7、中央空调（离心式冷水机组）中成为R-11 （R11、氟 利昂11、F-11、CFC-11、一氟三氯甲烷、Freon 11）制冷剂的最有效和安全的替 代制冷剂；三氟二氯乙烷还用于泡沫塑料的发泡、清洗剂、化工溶剂等。虽然 R123制冷剂曾经是新装制冷设备上替代氟利昂R11最常见的选择，但是由于 R123与R11物化性能、理论循环性能以及压缩机用油等均不相同，因此对于初 装为R11制冷剂的制冷设备的售后维修，如果需要再添加或更换制冷剂，仍然 只能添加R11，通常不能直接以R123替代R11 （也就是说通常不可以进行换血 式的替换）1.2.3介质性质无色有轻微香味，低度危害，非易燃，无晶界腐蚀倾向。分
8、子式为：C HCIF223分子里为：152.93凝固点为：-107 C沸点：27.6C比热：0.985kJ/(KgC)相对密度（水）：汽化热/蒸发潜热：1.458170kJ/kg破坏臭氧潜能值（ODP）： 0.01213储罐介绍1.3.1储罐的用途储罐是典型的储运设备，其主体是压力容器，其使用位置固定。储罐是石油 化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿 命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。用于储存液体或气体的钢制 密封容器即为钢制储罐，钢制储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、 交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中 总是离不开大
9、大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中所起的重要作 用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设 备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均 离不开各种容量和类型的储罐。1.3.2储罐的分类1）按几何形状：卧式圆柱形储罐、立式平底圆筒形、球形储罐2）按温度可划：低温储罐、常温储罐（v90C ）和高温储罐（90-250C3）按材料：非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐4）按所处位置：地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐5）按油品：原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等6）按用途：生产油罐、存储油罐等7）按大小分类：100m3以上为大
10、型储罐，多为立式储罐；100m 3以下的 为小型储罐，多为卧式储罐目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和 卧式储罐1.3.3储罐的标准1）美国石油学会标准API6502）英国标准BS26543）日本标准 JISB85014）德国标准DIN41195）石油行业标准SYJ1016-826）石化行业标准SH3046-9214国内外压力容器发展随着石油化工、电站锅炉和原子能工业的迅猛发展，压力容器制造技术也有 了很大的发展，它主要表现在以下三个方面：一是压力容器向大型化过渡，容器 直径和壁厚成倍增长；二是低合金高强度钢的广泛应用，大部分压力容器均采用 了各种级别的低合金高强
11、度钢；三是焊接新工艺、新技术的广泛应用，使得焊接 质量进一步提高，从而提高了这些大型产品质量的可靠性。其中以压力容器产品大型化、高参数化的趋势尤为明显。1000吨级的储气 罐、2000吨级的煤液化反应器、10000立方米的天然气球罐（日本最大的天然气 球罐为30000立方米）等已经在我国大量应用。压力容器在石油化工、核工业、 煤化工等领域中的应用场合也日益苛刻。因此，耐高温、高压和耐腐蚀的压力容 器用材料的研制与开发一直是压力容器行业所面临的重大课题。对此，各国均投 入了大量的人力物力从事相关的研究工作。目前，压力容器用材料的主要研究成 果和技术进步表现在以下几个方面：材料的高纯净度：冶金工业
12、整体技术水平 和装备水平的提高，极大地提高了材料的纯净度，提高了压力容器用材料的力学 性能指标，提高了压力容器的整体安全性；材料的介质适应性：针对各种腐蚀 性介质和操作情况，已研究开发出超级不锈钢、双相钢、特种合金等金属材料， 使之适合各种应用条件，给容器设计者以更多选择的空间，为长期安全生产提供 了保证；材料的应用界限：针对高温蠕变、回火脆化、低温脆断所进行的研究, 准确地给出材料的适用范围；更高强度材料的应用：在设备大型化的要求下， 传统的材料已经无法解决，诸如30000立方米天然气球罐、200000立方米原油 储罐以及超高压容器的选材问题。目前800MPa高强材料的应用正在引起 b国内研
13、究人员的广泛关注。近年来，压力容器制造业在装备投资中，焊接设备的比例占了 40%以上。正 由于这些先进高效焊接设备及工艺的采用，使压力容器制造技术有了更大的提高 和发展。就具体的压力容器焊接而言，焊条电弧焊的比例已逐步缩小，而埋弧自 动焊、氩弧焊、CO气体保护焊等先进的焊接技术已经得到广泛应用；带极堆焊、2窄间隙埋弧焊和药芯焊丝气体保护焊等高效率的焊接方法设备已成为一些大型 压力容器厂必备的焊接设备；小管径内壁堆焊、管子-管板自动旋转氩弧焊、马 鞍形接管自动焊等一系列新型焊机也在不少工厂中得到了应用。这对于稳定地提 高压力容器焊接质量，提高压力容器制造工艺水平，无疑将起到很大推动作用。压力容器
14、是一个涉及多行业、多学科的综合性产品，其建造技术涉及到冶金、 机械加工、腐蚀与防腐、无损检测及安全防护等众多行业。随着冶金、机械加工、 焊接和无损检测等技术的不断进步，特别是以计算机技术为代表的信息技术的飞 速发展，带动了相关产业的发展。在世界各国投入了大量人力物力进行深入研究 的基础上，压力容器技术领域也取得了相应的进展。为了生产和使用更安全、更 具有经济性的压力容器产品，传统的设计、制造、焊接和检验方法已经和正在不 同程度地为新技术、新工艺所代替、而冶金机械加工、焊接和无损检测等压力容 器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体制造技术水平提高的前提条件。中国是压力容器的生产大国，目前生产的
15、目的主要是满足国内的需求。生产 厂家的数量（约3200家）和相应的装备能力均为世界领先，从以储气罐为代表 的重型容器到高压气体运输容器等特殊的容器，中国都有很强的生产能力，并且 产品的价格和质量都具有一定的竞争力。多年的生产实践和国家的规范化管理， 使我国的压力容器行业形成了装备齐全、人员配套、管理严格的生产格局，为我 国的压力容器产品走向世界奠定了基础。随着我国加入WTO和国民经济持续高速 发展，压力容器制造业今后也必然会有一个很大的发展，只有认清发展趋势，才 能把握住自己的发展方向，才会使压力容器制造业有更好的发展。第二章设计参数确定2.1设计压力：3.6MPa2.2设计温度：60C2.3工作温度：2040C2.4全容积：3.8 m 32.5公称直径：根据筒体全容积，按原化工部1985年颁布实施的有关贮罐尺寸和质量的行 业标准文献，取Di=1100mm2.6材料的选择：容器用钢：一般中低压设备可采用采用屈服极限为245Mpa345Mpa级的钢 材，16MnR钢是屈服强度350Mpa级的普通低合金高强度钢，具有良好的
